Атточасы, способные измерить временные параметры движения электронов

12.05.2018

Все, что происходит на атомарном и молекулярном уровнях, происходит настолько быстро, что это невозможно ощутить никакими человеческими чувствами. К примеру, крошечному электрону, для того, чтобы переместиться от одного атома к другому во время химической реакции, требуется всего несколько сотен аттосекунд. А что такое аттосекунда? Возьмите секунду и разделите ее на миллиард частей, а потом одну часть разделите еще на миллиард меньших частей. Аттосекунда - это 1*10^-18 секунды.

Но, для того, чтобы понять то, что происходит в невидимой "вселенной" квантовых событий, люди нуждаются в возможности измерять промежутки времени в масштабах аттосекунды. И на такое способны новые "атточасы", созданные исследователями из лаборатории линейных ускорителей SLAC Стэнфордского университета. В качестве базы новых часов используется рентгеновский лазер, способный вырабатывать импульсы, длительностью в несколько десятков аттосекунд, который использовался ранее для съемки видео событий, происходящих на молекулярном уровне.

Однако съемка событий, имеющих отношение к квантовой физике, кардинально отличается от съемки событий из области классической физики и химии. Ранее у ученых отсутствовала возможность не только измерять, но и контролировать мощность импульсов рентгеновского излучения. А слишком мощные импульсы оказывали влияние на хрупкое квантовое состояние и поведение частиц, что делало невозможной правильную интерпретацию получаемых данных.

Принципы устройства атточасов были предложены швейцарскими физиками еще около десятилетия назад. Но только в настоящее время стала появляться возможность создания такого устройства, в основе которого лежит некоторое оборудование уже имеющееся в распоряжении специалистов лаборатории SLAC. Устройство имеет диаметр 0.6 метра и располагается внутри небольшой вакуумной камеры. В состав конструкции атточасов входит 16 цилиндрических датчиков, установленных подобно спицам в колесе.

"Сердцем" атточасов является атом или молекула, которая представляет собой и объект исследований одновременно. Этот объект помещается в центр круга, образованного датчиками, и на него начинают подаваться импульсы рентгеновского излучения. Атом(ы) ионизируется и теряет некоторые их электронов, которые под воздействием электрического поля света лазера направляются в сторону датчиков и улавливаются одним из них. "Поймав" свободный электрон, ученые могут высчитать точное значение энергии, заключенной в рентгеновском импульсе, и точный момент времени удара этим импульсом по исследуемому объекту.

<< Назад: Голод омолаживает стволовые клетки 12.05.2018

>> Вперед: INA260 - цифровой измеритель тока, напряжения и мощности со встроенным шунтом 11.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Трекеры для отслеживания колибри 02.01.2025 Колибри - это удивительные птицы, которые играют незаменимую роль в экосистемах, обеспечивая опыление растений и поддерживая биологическое разнообразие. Однако из-за их крошечных размеров и стремительных движений, наблюдать за ними в естественной среде обитания было чрезвычайно сложно. Совсем недавно ученые нашли способ значительно улучшить отслеживание этих уникальных птиц с помощью инновационных технологий, что позволяет глубже понять их образ жизни и выработать более эффективные стратегии для охраны. Международная группа исследователей из разных уголков мира приближается к созданию точной карты поведения колибри в горных районах Колумбии, используя уникальные трекеры, которые представляют собой миниатюрные устройства, напоминающие крошечные рюкзаки. Эти трекеры прикрепляются к местным видам колибри и позволяют отслеживать их быстрые и дальние полеты. Устройство настолько легкое, что не мешает птице, а благодаря солнечной батарее оно функционирует на протяжении всей жизни пернатых, обеспечивая стабильную передачу данных. Технология трекеров не ограничивается лишь наблюдениями за местными видами колибри. Аналогичные устройства были установлены и на гигантской колибри, находящейся под угрозой исчезновения. Ученые считают, что эти рюкзак-трекеры можно адаптировать для других мелких животных, которые также играют важную роль в экосистемах. Это открывает новые возможности для более эффективного мониторинга и защиты разнообразных видов. С помощью трекеров исследователи получают ценную информацию о местах обитания птиц, их сезонных миграциях и предпочтениях в питании. Эти данные помогают не только более точно следить за изменениями в жизни колибри, но и вырабатывать стратегии для их сохранения, особенно в условиях глобальных изменений климата, когда многие виды сталкиваются с угрозой исчезновения. Особое внимание уделяется тому, что колибри обитают на высоте более 3000 метров, в горных районах, где многие другие виды животных не могут выжить. Однако влияние этих птиц далеко выходит за пределы горных экосистем. Питающиеся нектаром растений, колибри играют ключевую роль в поддержании баланса экосистем, способствуя процветанию множества видов растений и обеспечивая продовольственные ресурсы для других животных. Данные, полученные с помощью трекеров, становятся важным инструментом для специалистов по охране природы, которые разрабатывают новые подходы к защите этих труднодоступных и уязвимых птиц. Понимание их поведения и предпочтений дает ученым возможность вмешиваться в процессы сохранения природы, оптимизируя усилия по защите не только колибри, но и их среды обитания.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026